为了分析布里渊谱测量时相关因素对布里渊光时域反射计/布里渊光时域分析计(BOTDR/BOTDA)解调误差的影响, 首先基于洛伦兹谱形仿真产生了不同参数下的含噪布里渊谱, 然后采用基于洛伦兹谱形的最小二乘拟合法计算了不同情况下的布里渊频移误差。计算结果表明: 当频率扫描点数固定不变时频率扫描范围不应该选择过大和过小, 建议频率扫描范围设置为1.2ΔvB；当频率扫描范围不变时, 布里渊频移误差随频率扫描点数增加而呈指数规律减小；布里渊频移误差随信噪比增加而呈指数规律减小；当频率扫描范围与线宽的比值和频率扫描点数均保持不变时, 布里渊频移误差随布里渊线宽增加而近似成正比增大。

激光足印光斑质心的精确提取,对于提升国产卫星激光测高平面精度具有重要的实际意义。本文比较了灰度重心法、高斯拟合法和椭圆拟合法三种传统光斑质心提取算法,综合分析后提出了一种利用高斯拟合法和Canny边缘检测设置灰度阈值和距离阈值,并最终使用灰度重心法进行光斑质心提取的算法。对100组仿真光斑进行测试后的结果表明,本文算法提取的质心偏移量的标准差小于0.05 pixel,精度较其他三种算法高。使用本文提出的算法对高分七号卫星获取的某一段连续激光数据进行光斑质心提取,结果显示,高分七号卫星两束激光足印光斑在地面抖动的范围均在0.55 cm以内。本文算法和结论可为后续高分七号卫星激光测高数据的使用和研究提供一定参考。

针对大气挥发性有机化合物(Volatile organic compounds, VOCs)色谱谱图基线漂移严重、 色谱峰峰形复杂的特点,设计了一种色谱数据处理方法。采用移动平均法和小波变换法对高 频噪声和基线漂移进行处理,保证了谱峰解析的准确性。采用一、二阶导数结合法对色谱峰 进行识别,高斯曲线拟合法进行峰面积计算,提高了峰面积计算精度。实验结果表明,该算法 运行速度快,噪声去除和基线校正效果明显,能够准确识别重叠峰、肩峰等不规则峰形,峰面积 计算精度高,满足环境大气VOCs色谱数据处理的要求。

根据空间探测相机在轨工作状态及成像特点,结合调制传递函数(MTF)常用测试方法,利用月球边缘刃边法,对其进行了在轨MTF检测。该方法将月球边缘与深空背景形成的高对比度线状边缘图像作为测试目标,使用仿真手段分析每个环节多种处理方法的计算精度及运行速度,形成了优化的月球边缘刃边法在轨MTF检测流程,其中在边缘扩展函数(ESF)处理环节,使用修正的Savitsky-Golay滤波器组合双高斯拟合法,得到了准确的ESF,同时有效抑制了噪声。仿真和实验结果表明,该方法对信噪比高于30 dB图像的测试精度达到0.02,能实现相机焦面位置和MTF的准确标定。

光纤的模场直径是评价光纤性能的一个重要参数。测量单模光纤模场直径的常用方法是远场可变孔径法。通过测量给定单模光纤透过不同尺寸孔径光阑的多组远场辐射光功率数据并对实测数据进行处理,可得到被测光纤的模场直径。在实际测量过程中,为了消除被测光纤模场中心与孔径光阑中心偏离引起的测量误差,应用多次函数拟合法对远场可变孔径法测得的数据进行处理,以此自动识别并排除测量数据中的个别不合理的误差数据,从而有效提高模场直径的测量精度。

根据α能谱的形成机理，建立了一种α能谱峰形函数，提出基于矩估计法确定该峰形函数的拟合参数初始值的方法。以数理统计为基础，分别通过峰形函数和离散谱峰数据计算均值、方差和三阶中心矩建立方程组求解获取拟合参数的初始值。通过连续气溶胶检测仪探测的氡子体α能谱和低本底α能谱仪探测的238Pu面源α能谱对该峰形函数模型和初始值获取方法进行了测试。结果表明：从低重合度到高重合度，该峰形函数模型都能得到较好的应用；基于矩估计法确定该峰形函数的参数初始值能够使该峰形函数较好地拟合α能谱数据。该方法在采用计算机自动α能谱拟合分析中具有较强的实用性。

在吸收光谱领域特别是可调谐半导体激光直接吸收光谱（dTDLAS）技术中, 需要精确测量吸收光谱的积分吸光度值以精确反演出流场温度、 组分浓度等参数。 对于非均匀流场, 单光路吸收光谱测量时, 由于沿测量路径的谱线展宽随流场状态的变化而变化, 见诸文献的研究主要采用Voigt或Lorentz线型对吸光度曲线拟合处理或直接对吸光度曲线数值积分获取积分吸光度值, 针对方法可能引入的误差进行了模拟分析, 并提出Voigt线型两翼拟合吸光度的方法来获取吸收光谱的积分吸光度值, 以减小拟合误差。 采用流场测量中常用的H2O作为目标气体, 选取了8条具有不同低态能级的吸收线, 以实验室平焰炉为原型建立两种非均匀流场模型, 并通过分段法对流场非均匀性进行等效处理。 分别采用Voigt线型拟合法、 数值积分法和Voigt线型两翼拟合法模拟计算两模型的积分吸光度值, 通过与理论积分吸光度值对比得出各方法的误差大小, 从而确定出在不同的非均匀流场情况下相适应的积分吸光度值获取方法。